Russiese RD-180-vuurpylmotors: spesifikasies

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Russiese RD-180-vuurpylenjins was 'n twispunt tussen die twee Amerikaanse maatskappye United Launch Alliance (ULA) en mededinger Orbital Sciences. Eersgenoemde keer dat laasgenoemde enjins vir sy Antares-missiele aanskaf.

Clash of the Titans

Dit was die deelname van Orbital Sciences aan staatstenderaankope wat die skuld gehad het. ULA verhoed onwettig mededingers om RD-180-enjins van twee maatskappye te koop. Dit is die RD Amross-kontrakteur - SNPPO Energomash - en die Amerikaanse tussenganger Pratt & Whitney Rocketdyne. Eersgenoemde produseer die vereiste RD-180 vloeibare dryfmiddel-vuurpylenjin. Die ander verskaf komponente aan die Verenigde State.

Die enigste vloeibare dryfmiddel-enjin RD-180 is optimaal geskik vir tenderaankope wat deur die Amerikaanse regering aangekondig is. Volgens kenners is die eienskappe van hierdie komponente ideaal vir swaar lanseervoertuie en die behoeftes van NASA.

Wat is die RD-180-vuurpylenjin

RD-180 is 'n tweekamer-afgeleide van die vierkamer-RD-170 wat deur Zenit gebruik word. Vloeibare dryfmiddel vuurpyl enjinsDie RD-180 geslote-siklus-nabrander verpak die hoë werkverrigting, gerief en herbruikbaarheid van die RD-170 in 'n grootte om by die enjinvereistes van die Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle te pas.

RD-180 – Hidrouliese motor om die beheerklep en defleksie-stootvektor in die cardanies te aktiveer, met pneumatiek om die klep en die afblaasstelsel te aktiveer: die stootraam vir vragverspreiding is selfversorgend as deel van die enjin. Die motor aan die begin gebruik LOX-lood, met naverbranding van kragopwekkergas en LOX, ryk aan gasturbine-aandrywing. Stel dus 'n werkverrigtingverhoging van 10 persent in vergeleke met die operasionele hupstoot van Amerikaanse enjins en aanvaar 'n skoon, herbruikbare werking. Slegs in die hoofsamestelling het die turbopomp en boosterpomp ontwikkeling vereis om vanaf die RD-120 te skaal en RD-170. Alle ander komponente is direk vanaf die RD-170 geneem.

Die RD-180 is in 42 maande ontwikkel teen 'n fraksie van die koste van 'n tipiese Amerikaanse nuwe enjinontwerp. Die motor loop op 'n intermediêre Atlas III en 'n standaard Atlas V-versterker.

RD-180 is toegerus met twee pare verbrandingskamers en spuitpunte. Die enjin is ontwikkel en vervaardig deur die Russiese navorsings- en produksievereniging Energomash. Keroseen word as brandstof gebruik, vloeibare suurstof is 'n oksideermiddel. Die koste van die RD-180-vuurpylenjin in 2010 was $9 miljoen.

Beskrywing van konstruksie

1. LOX/keroseenvuurpylbrandstof.
2. Twee drukkamers (gimbals +8 grade).
3. Een suurstofryke blok voor die brander.
4. THA hoëdruksamestelling.
5. Twee-stadium brandstofpomp.
6. Enkelfase suurstofpomp.
7. Enkel turbine.
8. Selfontsteking.
9. Outonome hidrouliese stelsels (kleppe, TVC) aangedryf deur keroseen vanaf 'n brandstofpomp.
10. Gesondheidsmonitering en lewensvoorspellingstelsel.
11. Geoutomatiseerde vlugvoorbereiding (na installasie op die voertuig word alle bedrywighede deur lansering geoutomatiseer).
12. Minimisering van die koppelvlak vanaf die lanseerplatform en voertuie (pneumatiese en hidrouliese stelsels, outonome, elektriese geïntegreerde panele, stootraam om die meganiese koppelvlak te vereenvoudig).
13. Omgewingsvriendelike bedrywighede met ryk oksideermiddel wat voorbranderontsteking begin, sowel as oksideermiddel aansit- en afskakelmodusse wat kooksvorming en onverbrande potensieel besmette keroseen uitskakel.
14. 50-100% deurlopende versnelling onderhewig aan potensiële intydse trajek en motorpassingskontrole op werf voor die bekendstelling van regstelling.
15. 80% RD-170-onderdele.
16. Albariese kamer: 256, 6 bar.
17. Areafaktor: 36, 4.
18. Druwing-tot-gewig-verhouding: 77, 26.
19. Oksideerder-brandstofverhouding: 2, 72.

Enjin RD-180. Kenmerke

• Spesifieke swaartekrag: 5480 kg (12080 lb).
• Hoogte: 3,6 m (11,67 voet).
• Deursnee: 3,2 m (10,33 voet).
• Spesifieke impuls: 337,8 s.
• Spesifieke impuls op seevlak: 311,3 s
• Opnametyd: 270 sek.
• Eerste bekendstelling: 2000

Geskiedenis

In November 1996 het die Energomash-produksievereniging die eerste toets van die RD-180 uitgevoer. Die enjin is aangewys as die wenner in tenders vir die installering daarvan in die Atlas-lanseringsvoertuig van die Amerikaanse Lockheed Martin Corporation. Dit was nodig vir die onttrekking van belowende bemande skepe. Sedertdien het die RD-180-enjins die meeste in aanvraag geword.

Die enjin is herbruikbaar. Gesofistikeerde bestuur het aan NPO Energomash byna legendariese betroubare transaksies met die Verenigde State verskaf. In Desember 2012 is 'n kontrak gelewer wat die maatskappy 'n waarborg bied vir die vervaardiging van enjins tot 2019. Alle produksie is in Rusland gekonsentreer.

Skep 'n plaasvervanger vir die RD-180 in die VSA

Oekraïnse gebeure het gelei tot sanksies wat die vermoë beperk om Russiese vuurpylenjins vir die Verenigde State te gebruik. RD-180 moet vervang word met 'n Amerikaans-vervaardigde analoog. In Desember 2014 is 'n wysiging deur die Huis aangeneem. Dit het die gebruik van Russiese RD-180's verbied. Die enjin sal voortgaan om aangekoop te word kragtens die bestaande voorsieningskontrak tot 2019 tussen Energomash en ULA.

Ondanks voortgesette samewerking en aflewerings van die RD-180 onder bestaande ooreenkomste, het die Amerikaanse minister van verdediging die beëindiging van samewerking met Rusland en die oorgang beveelvir Amerikaanse dele. Amerika is verplig om ontslae te raak van Russiese afhanklikheid in die militêr-politieke sfere.

Hierop het Frank Kendall (Sekretaris van Verdediging vir Verkrygings) geantwoord dat die Pentagon niks het om die Russiese RD-180-enjins te vervang nie. As alternatief vir die huidige situasie het Amerika 'n tender aangekondig vir die vervaardiging van sy eie enjins met soortgelyke eienskappe op sy grondgebied.

Adjunk-premier van Rusland, Dmitri Rogozin, het gesê hy is gereed om die verskaffing van vuurpylenjins RD-180 en K-33 na Amerika te stop.

Hoeveel kos 'n RD-180-vuurpylenjin vir die VSA

Kom ons praat oor pryse. SpaceNews het berig dat die RD-180-enjin vervang moes word. Vir die Verenigde State sou so 'n gril $1,5 miljard kos. Nie 'n klein bedrag nie.

Hoeveel kos die RD-180-enjin? Die hele prototipe-implementeringsprojek sal minstens ses jaar duur. Volgens kenners het die Verenigde State nie die geleentheid om die gebruik van RD-180-enjins heeltemal te laat vaar nie. Dit is onmoontlik om die probleem in 'n kort tydjie op te los, aangesien die enjins eers in 2022 gereed sal wees.

Ondanks die versekering van die Amerikaanse lugmag dat RD-180's in voorraad in die vereiste hoeveelheid is, is daar steeds 'n tekort. Daarom sal baie bekendstellings uitgestel moet word. Besteding in hierdie gebied kan tot $5 miljard styg. Terwyl die VSA meeding en sanksies afdwing, is China reeds in lyn vir RD-180-produksie.

Perspektief

Die Pentagon het minstens $162 miljoen aan Aerojet Rocketdyne en United Launch Alliance toegeken om in te werkareas van ontwikkeling van AR1 en BE-4 vuurpyl enjins, kandidate vir die vervanging van die Russies vervaardigde enjin wat tans die Atlas V lanseervoertuig vlieg.

Die Amerikaanse lugmag voltooi 'n aanvanklike belegging in nuwe vuurpylmotors, aangesien die weermag probeer wegbeweeg van sy afhanklikheid van die Russiese RD-180-enjin wat op die Atlas V gebruik word, wat die meeste Amerikaanse regeringsatelliete vir veilige kommunikasie lanseer, navigasie en intelligensie-insameling van inligting. Die Lugmag gaan 'n publiek-private vennootskap met Aerojet Rocketdyne en ULA aan, wat korporatiewe fondse verskaf om enjinontwikkeling te mede-finansier.

Die president en HUB van ULA gaan voort om te ontmoet om die doel te bereik om die Verenigde State van die mees betroubare bekendstellingstelsels teen die mees bekostigbare prys te voorsien, terwyl 'n nuwe enjin ontwikkel word wat heeltemal nuwe geleenthede vir die gebruik van spasie.

Ooreenkoms met Aerojet Rocketdyne dek ontwikkeling en toetsing van die AR1-vuurpylenjin. Dit is 'n krageenheid wat keroseenmengsel en vloeibare suurstof verbrand. Dit is dieselfde dryfmiddelkomponente as in die RD-180-enjin vir Atlas V.

Aerojet Rocketdyne beoog om teen 2019 'n lugwaardige enjin te hê, maar die eerste bekendstelling word eers in 2020 verwag. Die Lugmag verbind ten minste $115,3 miljoen aan die AR1-ontwikkelingsprogram terwyl Aerojet Rocketdyne en ULA gesamentlik $57,7 miljoen belê, het Aerojet Rocketdyne in 'n verklaring gesê.

Voor toetsing bereik die regering se besluit om ondersteuning vir die AR1-enjinprogram voort te sit op $804 miljoen – met $536 miljoen van die Lugmag en $236 miljoen van Aerojet Rocketdyne en ULA.

"AR1 sal die VSA weer in die voortou plaas in die vervaardiging van keroseen-kernvuurpylmotors," het Drake in 'n persverklaring gesê. “Ons inkorporeer die jongste vooruitgang in die nuutste vervaardiging terwyl ons voordeel trek uit ons ryk kennis van die volgende generasie vuurpylmotors, alles word gedoen om motors bekend te stel wat ons afhanklikheid van 'n buitelandse verskaffer sal beëindig om ons land se nasionale veiligheidsbates."

Die AR1-enjin sal 3D-gedrukte dele insluit en op verrykte suurstof met kragopwekkergas naverbranding werk. Dit is 'n meer doeltreffende enjinsiklus as wat tans beskikbaar is in ander vloeibare koolwaterstowwe in Amerikaanse vuurpylenjins.

Die BE-4-enjin is die fokus van die Lugmag. Vir die implementering daarvan word kontantinspuitings toegeken. Die Lugmag is daartoe verbind om ten minste $46,6 miljoen aan United Launch Alliance te betaal vir die volgende generasie van die Vulcan-vuurpyl. ULA het ook ingestem om $40,8 miljoen by te voeg onder die bepalings van die regeringstoekenning.

Die grootste deel van die aanvanklike befondsing van $45,800,000 sal gaan na die ontwikkeling van die BE-4-enjin, wat 550,000 pond stootkrag sal genereer en 'n kryogeniese kombinasie van vloeibare aardgas en vloeistof sal verbruiksuurstof.

Twee BE-4-enjins sal die eerste fase van die Vulcan-vuurpyl versterk. Amptenare sê die BE-4 word ten volle deur die maatskappy befonds deur die United Launch Alliance. Lugmagbefondsing sal die maatskappy se vordering met die integrasie van die BE-4-enjin met die Vulcan-lanseringsvoertuig ondersteun.

Aerojet Rocketdyne adverteer die AR1 as die maklikste plaasvervanger vir die RD-180 vanweë sy poeiermengsel en grootte. Twee AR1-enjins word benodig om aan die werkverrigting van een dubbelspuitkop RD-180-enjin op 'n Atlas V te voldoen.

ULA-bestuurders sê die BE-4-enjin van Blue Origin, 'n entrepreneuriese ruimtefirma wat deur Amazon.com gestig is, sal vinniger gereed wees en sal uiteindelik makliker wees om te herstel vir hergebruik.

Terwyl die RD-180-enjin die voordeel gehad het van meer as 60 suksesvolle bekendstellings, was dit tyd vir Amerikaanse belegging in binnelandse vervaardiging van soortgelyke enjins.

BE-4 sal sy validering in 2017 voltooi, en ULA mik na die eerste vlug van die Vulcan-vuurpyl teen die einde van 2019.

Die Lugmag finansier ook konstruksie in die buitenste ruimte vir die bewoning van ruimtevaarders in diepruimteverkenning en satellietdienste.

ULA werk steeds saam met beide Blue Origin en Aerojet Rocketdyne. Dit vergesel twee variante van die volgende generasie Amerikaanse enjins, en daarom span die maatskappy saam met twee van die wêreld se voorste ruimtemaatskappye.

ULA hou Aerojet Rocketdyne se AR1-enjin as rugsteunopsie. Die finale keuring word aan die einde van 2016 verwag.

Air Force finansiële verpligtinge aan Aerojet Rocketdyne en ULA open na 29 Februarie 2016 nadat soortgelyke ooreenkomste met SpaceX en Orbital ATK aangegaan is. Nuwe soliede vuurpylversterkerprojek wat deur Orbital ATK gemaak is vir ULA se Vulcan-vuurpyl en vir sy eie lanseerder, sal ook Orbital ATK-befondsing ontvang.

Skaduwee in die ruimte van die aarde se "wolke"

Russiese RD-180-enjins het geen alternatief in die State nie. Jim Meiser, visepresident van Aerojet Rocketdyne, glo dat die Verenigde State nie genoeg aandag gee aan die ontwikkeling van sy eie suurstof-keroseen-prototipes nie.

Hy het gesê dat Amerika beslis agter die Russe en Chinese is om sulke aandrywingstelsels te skep. Hy het ook genoem dat die Verenigde State reeds 'n suurstof-keroseen-enjin ontwikkel het, wat Merlin 1D in werking is. Dit word deur SpaceX vervaardig. Nou eers, wat sy eienskappe betref, skiet dit nie te kort aan die RD-180 nie.

Natuurlik is dit totale onsin, want aardse wolke kan geen skaduwee in die ruimte gooi nie. Maar in die politieke sin - helaas, hulle word weggegooi.

VS: Nyweraars kalm, politici bekommerd

'n Senior Amerikaanse lugmagbeampte sê hy sal ophou om nasionale veiligheidssatelliete aan boord van United Launch Alliance se Atlas V-vuurpyl te lanseer as die Tesourie-departement glo dat Russiese enjininvoere nie Amerikaanse sanksies oortree nie.

Vroeër het senator John McCain die lugmag gevraom te bewys dat die onlangse herorganisasie in Rusland van sy vuurpyl- en ruimtebedryf nie die aankoop van RD-180-enjins 'n skending maak van Amerikaanse sanksies wat in 2014 teen Russiese amptenare ingestel is nie.

VSA regeringsagentskappe, gelei deur die Tesourie-departement, kyk opnuut na RD-180-aflewerings. En ons is gereed om nie by sanksies te hou nie. Om die Atlas V te grond sal 'n groter struikelblok vir die Pentagon skep as om te veg.

McCain het 'n militêre ruimtehawe-verhoor gehou waar hy die Lugmag aangemoedig het om 'n nuwe regsmening te kry dat die invoer van RD-18O Amerikaanse sanksies oortree wat op Russiese amptenare opgelê is ná die anneksasie van die Oekraïne se Krim-skiereiland.

McCain het twee hooggeplaaste Russiese amptenare uitgesonder: Russiese adjunkpremier Dmitri Rogozin en Sergei Chemezov, raadgewer van die Russiese president Vladimir Poetin. Hulle was tot onlangs waarnemers in die ruimtesektor. Alhoewel hulle nie finansieel voordeel trek uit die verkoop van die RD-180 nie, is hulle goedgekeur.

28 Desember, in opdrag van Poetin, word die Russiese ruimtesektor herorganiseer. Hierdie herstrukturering maak aanpassings aan die Russiese ruimtebedryf en die Roscosmos-ruimteagentskap onder 'n nuwe staatskorporasie, ook genoem Roskosmos.

McCain het opgemerk dat hierdie organisasie tans deur Rogozin gelei word; Chemezov het ook iets hiermee te doen. Rogozin en Chemezov was van die eerste Russiese amptenare wat sanksies ontvang het tydens die Oekraïense krisis. Nie een nógdie ander kan nie die VSA binnegaan nie. Die bates wat hulle besit, is gevries.